CN104334813A - 机动车门锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车门锁，包括能以机动方式加载的杆系(2～6)以及电机(10)，该电机带有相应的控制单元(11)，其中，电机(10)使杆系(2～6)转移到预定位置或从预定位置起对杆系进行加载，其中，控制单元(11)将电机(10)的数据用于该电机的加载，其特征在于，所述控制单元(11)评估电机(10)的功率数据的梯度以用于杆系(2～6)的位置调节。

Description

机动车门锁

技术领域

本发明涉及一种机动车门锁，包括能以机动方式加载的杆系以及电机，该电机带有相应的控制单元，其中，电机使杆系转移到预定位置或从预定位置起对杆系进行加载，其中，控制单元将电机的数据用于该电机的加载。

背景技术

对于上述构造的机动车门锁，例如在同类的DE 44 47 687C2或同族的US 5 634 677中所述的机动车门锁，以机电方式加载控制元件。控制元件在叉形接纳部的止挡面上的撞击通过与此相关联的提高的电流消耗或通过时间控制来检测出，并且由此关闭机电的驱动器。最后，在由电机消耗的电流的特定阈值被超过的情况下使电机关闭。

通过这种方式可以原则上放弃探测器、开关或类似传感器，一般借助它们来确定杆系——在此是闭锁杆系——的特定的预定位置。因此在此处使用开关或霍尔传感器，借助该开关或霍尔传感器例如确定有关的闭锁杆系的“闭锁”位置或“解锁”位置。为了停止电机的通电并因此防止电的和/或机械的损坏而必须进行该确定(例如参见DE 199 43 483A1)。

一般来讲，现有技术在以传感方式监视杆系的独立位置方面被证明是成功的。这是因为，借助传感器或开关能以限定的、可复现的方式明确地确定位置并将其发送到控制单元。而DE 44 47 687C2或US 5 634 677则公开了类似的间接工作，因为由电机的电流消耗提高而推断出到达了闭锁杆系的特定位置。

虽然通过对电流提高进行检测而允许放弃传感器并且由此能成本低廉地实现，但是，所述技术手段存在精度问题和功能问题。因为电机电流消耗的提高也可能由于电机的惰性、机械锁死等引起，而并非例如由于到达了本应探测出的“解锁”位置或“闭锁”位置。出于该原因，在实践中通常借助电机的时间控制进行工作，但该时间控制不允许明确地推断出其位置。本发明旨在整体上补救该缺陷。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，进一步改进这种机动车门锁，使得在结构简单的情况下实现正确的位置识别。

为了解决该技术问题，在本发明的范围内所述类型的机动车门锁的突出之处在于：控制单元评估电机的功率数据的梯度以用于杆系的位置调节。替代地或额外地，在此类机动车门锁或这种之前描述的构造中控制单元也可以评估电机的位置信号以用于杆系的位置调节。

在一般情况下，杆系的至少一个预定位置对应于机械止挡位置。由于杆系有利地是指闭锁杆系和/或致动杆系，所以对于闭锁杆系的情况预定位置例如对应于“闭锁”位置或“解锁”位置。

对于致动杆系的情况，一个或多个预定位置对应于例如“致动”的功能位置或“非致动”的功能位置。相应杆系的所有这些位置或姿态通常都对应于相应的机械止挡位置。也就是说，一旦到达相关的上述位置、例如“解锁”位置、“闭锁”位置、“致动”位置或“非致动”位置，则不能继续沿致动方向加载有关的杆系，这是因为相应的止挡阻止了这种加载。由此表现出了所实现的机械止挡位置。电机的重新加载也就必然对应于：从预定位置起沿反方向使相关的杆系被加载。

在此，为了探测到杆系的预定位置或有关的机械止挡位置，在本发明的范围内控制单元评估电机的功率数据的梯度。通过这种方式确定了杆系的位置调节，即当前达到了预定位置或与其相关联的机械止挡位置。

与DE 44 47 687C2或US 5 634 677所公开的现有技术不同的是：在此不必获取和评估例如电机消耗的电流的在电流消耗提高的意义上的阈值。而根据本发明则涉及，获取和评估电机的功率数据的梯度。作为电机的功率数据考虑的是消耗的电流或存在的电压，这是因为二者的乘积为所消耗的功率。梯度在数学上是指相应的刻度区应用的导数。

在当前情况下通常确定斜率，并且例如确定加载电机的电流每单位时间的电流增大。原则上也可以获取和评估每单位时间的电压变化，以获取杆系到达了预定位置(的信息)。与电流相关的电压变化也可以通过控制单元评估。也就是说，借助控制单元根据电流推断出电压并且将其用于电机的加载或非加载。

然而一般这样设计：评估加载电机的电流的时间曲线。为此控制单元具有微分器，该微分器可以以硬件和/或软件方式实现。借助该微分器可以确定每单位时间的电流变化。如果在此超过了特定斜率，则这一点在控制单元中被解释为：杆系到达了预定的位置。也就是说，在该示例情况下超过特定的预定斜率对应于例如与“解锁”位置或“闭锁”位置相应的传感器信号。

控制单元也就通常评估电流时间曲线/电压时间曲线，以用于操控电机。为此，控制单元对相关的电流曲线/电压曲线进行时间求导或对时间求导。在电机上的电流或电压的特定的随时间的增大伴随着到达预定位置而被识别出。

此外本发明通常这样规定，控制单元紧随激活命令之后首先沿该激活命令的反方向加载电机。通过这种方式可以对作为期望的运动起点的杆系当前位置进行确定或校验。如果例如闭锁杆系位于其“闭锁”位置中并且在“解锁”的意义上发出激活命令，那么电机首先被沿该激活命令的反方向加载。这表明，电机在本实施例的情况下——尽管已经处于“闭锁”位置——仍再次沿“闭锁”方向加载闭锁杆系。由于闭锁杆系被沿“闭锁”的运动方向锁死(由于其所处的机械止挡位置)，所以直接得出电机消耗电流在单位时间上的剧烈增大，这种现象被直接解释或校验为到达或处于相关的“闭锁”位置。

在此显而易见的是，控制单元由历史或相应杆系已经完成的调节运动“知晓”：杆系位于哪个预定位置中，在本实施例情况下是位于“闭锁”位置中。然而为了确定，闭锁杆系不变地位于该由控制单元假定的“闭锁”位置中，紧接在激活命令之后首先沿该激活命令的反方向如上所述地加载电机。

本发明还涉及一种用于运行机动车门锁的方法，其在权利要求9中详细描述。为了加载电机或实现相应的激活命令，可以无线地通过遥控器操控该电机。替代地或额外地，也可以例如通过钥匙有线地操控电机。电机的无线操控一般通过无线电遥控器实现。借助钥匙的有线加载可以以如下方式实现：将钥匙插入锁芯中并相应地在其中转动，以例如实现“闭锁”功能位置。

因此，提供了一种机动车门锁，该机动车门锁首先构造得特别简单且成本低廉。这是因为必须实现的杆系的各预定位置可以近似无传感器地被监控和评估。为此，控制单元动用了加载杆系的电机的功率数据的梯度并且以下述方式评估该梯度：能推断出杆系的位置。在此本发明基于以下认识：相关杆系的特定的预定位置对应于：杆系沿至少一个运动方向被机械锁死。也就是说，该预定位置对应于沿有关运动方向的机械止挡位置。

一旦电机移动到“锁死”，由该电机消耗的电流便在时间上剧烈增大。该电流增大在本实施例情况下被评估。一旦斜率超过了确定的阈值，控制单元便由电机消耗电流的对应梯度推断出：沿所引入的杆系运动方向到达了预定位置或者说机械止挡位置。

如果这时从该预定位置起使杆系被激活或沿相反方向被加载，则本发明这样规定：控制单元紧随激活命令之后首先沿该激活命令的反方向加载电机。电机也就在机械止挡位置上被这样加载，即该电机首先再次向止挡部移动，这一点在本实施例的情况下又与电流随时间剧烈地增大相联系。该情况可以由控制单元以如下方式评估和解释：杆系实际上不变地处于控制单元基于历史所假定的位置中，作为杆系的期望的运动起点。由此出发，便沿相反方向加载电机并且杆系根据期望的激活命令运动。

在以下情况下实现并观察到了类似的优点和效果：控制单元评估电机的位置信号以用于杆系的位置调节。这种电机的位置信号例如可以以步进控制的形式存在。通过借助控制单元获取电机完成的步距，可以随时可复现地实现杆系的精确位置。然而，由于根据经验这种步进电机成本较高，所以为了成本优化地制造根据本发明的机动车门锁而通常放弃这种步进电机，但本发明当然也包括这种步进电机。

附图说明

下面根据示出仅一个实施例的附图详细说明本发明；图中示出：

图1示意性地示出根据本发明的门锁，和

图2A至2C示出电机所消耗的电流的不同时间曲线，以用于评估对应的杆系的预定位置。

具体实施方式

在附图中示出机动车门锁，该机动车门锁具有未详细示出的锁定装置，其包括转动锁叉和锁定爪。释放杆1作用于锁定装置或锁定爪，该释放杆在图1中仅以剖面示出并且连接在中央闭锁杆2上。中央闭锁杆2在本实施例中与内闭锁杆3耦合，内闭锁元件或内闭锁棒4又作用于该内闭锁杆。但是替代于该内闭锁元件5和内闭锁杆3，在此也可以实现一种外闭锁装置，其具有对应的外闭锁杆、外闭锁元件和所示的钥匙5以及对应的锁芯6。

中央闭锁元件2由控制元件7加载，该控制元件形式为具有两个偏心的控制销8的输出轮。对此，控制销8根据控制元件或输出轮7的转动方向D而接合到中央闭锁元件2的叉形接纳部9中。

控制元件7或输出轮7由电机10加载，该电机又由控制单元11操控。在本实施例的范围内，实现了一种杆系或闭锁杆系2、3、4、5、6，其包括中央闭锁杆2、内闭锁杆3、内闭锁元件4以及形式为钥匙5和锁芯6的外闭锁机构。由电机10使杆系或闭锁杆系2、3、4、5、6转移到多个预定位置中，例如转移到“闭锁”位置和/或“解锁”位置中。在图1中示出“闭锁”位置。该位置在此对应于：图1中右侧的控制销8移动到顶靠止挡面，因此闭锁杆系2至6的预定的“闭锁”位置对应于相关的机械止挡位置。

在此，为了调节到机动车门锁的“解锁”位置，首先必须相应地加载控制单元11。在此，该加载借助仅示意性示出的无线电遥控装置12进行。由此，控制单元11用于，使得图1中左侧的控制销8沉入叉形接纳部9中并且使得中央闭锁杆12沿顺时针方向绕其轴13摆动，直到图1中右侧的控制销8贴靠在叉形接纳部9的左止挡面上，这一点在详细描述了原理性工作方式的DE 44 47 687C2中有所介绍，在此方面可参考该文献。

在碰撞到止挡面的该过程中，一般地出现由电机10消耗的电流I关于时间t的曲线，如在示例性的图2A至2C中所示地那样。

实际上，图2A至2C示出了电流I的不同的电流时间曲线，该电流是在本实施例情况下电机10在所述的“解锁”过程中所消耗的电流。

在此，借助控制单元11将该电流曲线或电机10的数据用于其加载方面或者用于对其进行加载。加载电机10的控制单元11便用于此。控制单元11实际上评估有关的数据。

具体地，控制单元11评估电机10的功率数据的梯度，以用于杆系2至6的位置设定。具体而言这意味着：控制单元11将电机11所消耗的电流I的梯度用于杆系2至6的位置调节。所消耗的电流I的梯度在本实施例中是指电机10的消耗电流I的增大、更确切地说是每单位时间t的电流增大。本质上也就是电流曲线I(t)对时间t求导，也就是说形成导数：

$\frac{\mathrm{dI}}{\mathrm{dt}}$

为此使用控制单元11。

由于杆系2至6的预定位置对应于相应的机械止挡位置，所以在达到该机械止挡位置时观察到：由电机11消耗的电流I关于时间t强烈增大。这一点例如在图2A和2B所示的电流I关于时间t的曲线中显示出。一旦达到了在此登记的最大电流强度Imax，则进一步的电流增大可能对应于：电机10受损。因此，控制单元11用于，使得电机10不再通电。

为了具体地实现这一点，在本实施例情况下按照图2A和2B，从最小阈值Imin起直到达到最大允许电流Imax，对由电机10消耗的电流I的时间曲线进行评估。最小电流Imin对应于：为了能够加载杆系2至6并且克服可能的摩擦力而必须的、对电机10的最低通电。

根据图2A和2B中的实施例识别出，在“锁死移动”开始时，电流I从加载杆系2至6所必须的电流Imin出发在对应的时间区间Δt内或多或少地增大。在该时间区间Δt内，电流Imin增大到最大允许值Imax。与此相应的斜率为：

$S=\frac{\mathrm{\ΔI}}{\mathrm{\Δt}}$

一旦在图2A和2B的实施例的情况下所说明的斜率S在时间区间Δt内被超过，则控制单元11将其解释为：这样到达了机械止挡位置，在此也就是说电机10使中央闭锁杆2从其图1所示的、此前的“闭锁”位置转移到“解锁”位置。由于超过了斜率S，所以控制单元11在时间区间Δt之后用于，使电机10不再通电。

替代于此，当然也可以以较小的时间区间dt进行工作，这一点在图2C中示出。在此示出了电机10所消耗的电流的不同的电流时间曲线的斜率S。一旦斜率S(以实线示出)被超过(见点划线表示的曲线)，则控制单元11将这种情况解释为：达到期望的机械止挡位置。例如对此可能包括的是10安培/秒的斜率。这与对应的电机10的设计方案相关。否则，也就是说当低于斜率S时(以虚线示出)，电机10不变地被通电。

在图1所示实施例的情况下从“闭锁”位置起加载电机10以使之沿“解锁”方向加载闭锁杆系2至6之前，在本发明的范围内首先校验杆系2至6所处的位置。这种校验这样进行：控制单元11紧接在相应的激活命令(在本实施例情况下是“解锁”)后首先沿该激活命令的反方向加载电机10。也就是说，控制单元11在前述的激活命令之后首先用于，为电机10通电以使之沿“闭锁”方向加载杆系2至6。由于杆系2至6已经处于“闭锁”位置，所以这种与期望命令相比沿反方向的加载对应于：由电机10消耗的电流I在时间t上剧烈增大。与此相应的电流I在时间t上的增大这时可以根据图2A至2C的显示又被如下地评估：控制单元11识别或校验出“闭锁”位置。

该校验由此得出：基于杆系2至6的此前进行的调节运动的历史，控制单元11原则上“知晓”：杆系2至6在本实施例的情况下处于“闭锁”位置。该位置通过所述例程被再次校验，具体地是在由控制单元11加载电机10以使杆系2至6被转移到期望的“解锁”位置之前进行校验。

Claims (10)

1.一种机动车门锁，包括能以机动方式加载的杆系(2～6)以及电机(10)，该电机带有相应的控制单元(11)，其中，电机(10)使杆系(2～6)转移到预定位置或从预定位置起对杆系进行加载，其中，控制单元(11)将电机(10)的数据用于该电机的加载，其特征在于，所述控制单元(11)评估电机(10)的功率数据的梯度以用于杆系(2～6)的位置调节。

2.根据权利要求1所述的或权利要求1的前序部分所述的机动车门锁，其特征在于，所述控制单元(11)评估电机(10)的位置信号以用于杆系(2～6)的位置调节。

3.根据权利要求1或2所述的机动车门锁，其特征在于，所述杆系(2～6)的预定位置对应于机械止挡位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车门锁，其特征在于，所述杆系(2～6)构造成闭锁杆系(2～6)和/或致动杆系。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机动车门锁，其特征在于，所述控制单元(11)评估电流曲线/电压曲线以用于操控电机(10)。

6.根据权利要求5所述的机动车门锁，其特征在于，所述控制单元(11)求得电流曲线/电压曲线的时间导数。

7.根据权利要求5或6所述的机动车门锁，其特征在于，随着到达预定位置出现的、电机(10)上电流/电压随时间的特定增大被识别出。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的机动车门锁，其特征在于，所述控制单元(11)紧随在激活命令之后首先沿该激活命令的反方向加载电机(10)，以用于对作为期望的运动起点的杆系(2～6)当前位置进行校验。

9.一种用于运行机动车门锁的方法，该机动车门锁具有能以机动方式加载的杆系(2～6)和电机(10)，该电机带有相应的控制单元(11)，根据该方法电机(10)使杆系(2～6)转移到预定位置或从预定位置起对杆系进行加载，根据该方法控制单元(11)将电机(10)的数据用于该电机的加载，其特征在于，所述控制单元(11)评估电机(10)的功率数据的梯度以用于杆系(2～6)的位置调节。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为加载电机(10)而例如无线地通过遥控器(12)和/或有线地例如通过钥匙(5)操控控制单元(11)。